CN113993675B - 具有缓冲颗粒的带形切削工具 - Google Patents

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Abstract

一种切削工具(1)，其具有带形构成的齿支撑体(2)和多个各自具有齿尖(4)的齿(3)，所述齿尖涂覆有切割颗粒(5)，用于形成多个几何不确定的刃。所述齿尖(4)此外涂覆有由不同于所述切割颗粒(5)的材料构成的缓冲颗粒(6)。所述缓冲颗粒(6)处于所述切割颗粒(5)之间。

Description

具有缓冲颗粒的带形切削工具
技术领域
本发明涉及一种切削工具，其具有带形构成的齿支撑体和多个各自具有齿尖的齿，所述齿尖用切割颗粒涂覆，用于形成多个几何不确定的刃。
不同于具有几何确定的刃的锯片，这种具有几何不确定的刃的切削工具常常不是用来切削或锯切金属，而是用来切削或锯切其他材料例如特别是玻璃、石墨、硬动力煤、陶瓷、硅、混凝土材料、CFK、烧结的材料和天然石材。
背景技术
例如由本申请人的2017版第41页的目录“精密锯带”作为本申请人的“DIAGRIT”型号的锯带公开了一种切削工具，其具有带形构成的齿支撑体和多个各自具有齿尖的齿，所述齿尖用切割颗粒涂覆，用于形成多个几何不确定的刃。
由德国专利申请DE 10 2010 062 073 A1公开了一种切削工具，其用切割颗粒涂覆以形成多个几何不确定的刃。除了切削颗粒之外，还存在润滑剂结构，用于降低摩擦。
由文献WO 2005\084879 A1、DE 10 2016 100 897 A1、EP 0 569 770 A1、DE 60102 951 T2、DE 298 14 668 U1和WO 2013\078487 A1公开了另外的切削工具，其用切割颗粒涂覆以形成多个几何不确定的刃。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种切削工具，其具有几何不确定的刃，利用该切削工具能够高效地切削工件并且同时确保切削工具的良好的直线走行。
根据本发明，本发明的任务利用独立权利要求的特征解决。
本发明的另外的优选的构型可由从属权利要求得出。
本发明涉及一种切削工具，其具有带形构成的齿支撑体和多个各自具有齿尖的齿，所述齿尖涂覆有切割颗粒以形成多个几何不确定的刃。所述齿尖此外涂覆有由不同于所述切割颗粒的材料构成的缓冲颗粒并且所述缓冲颗粒处于所述切割颗粒之间。
此外，本发明还涉及一种用于制造切削工具的方法，该切削工具具有带形构成的齿支撑体和多个齿，该方法具有以下方法步骤：用切割颗粒涂覆齿的齿尖以形成多个几何不确定的刃。此外，用由不同于所述切割颗粒的材料构成的缓冲颗粒以如下方式涂覆所述齿的齿尖，以至于所述缓冲颗粒处于所述切割颗粒之间。
定义：
切削工具：根据DIN8589-0，用切削工具实施的加工过程被称为切削。根据该标准，在切削时区分以几何确定的刃进行的切削和以几何不确定的刃进行的切削。根据DIN8589-6，锯切也属于以几何确定的刃进行的切削。这里所建议的切削工具以几何不确定的刃工作，从而根据上面提及的标准其不属于锯切工具。出于该原因，在本申请中使用切削工具的适当的、一般化的术语。但是，在实践中，该技术领域中具有切割颗粒的切削工具也被称为锯带或锯片。
切割颗粒：在本申请中，切割颗粒理解为如下粒子，其引起工件的切削。它由切割材料(或刀具材料)组成或者具有切割材料。切割材料是适于切割或切削工件的材料。亦即，切割颗粒同时也是切割材料颗粒。
缓冲颗粒：在本申请中，缓冲颗粒理解为如下粒子，其通过其存在及其布置引起切割颗粒之间的间距并且从而在切割颗粒之间形成缓冲。缓冲颗粒至少最终不引起工件的切削并且因此不是切割颗粒。缓冲颗粒可以由不同的材料组成。但是在此也可能的是，缓冲颗粒由切割材料组成或者具有切割材料。于是，缓冲颗粒是切割材料颗粒，但并非切割颗粒。
另外的说明
该新型切削工具的齿的齿尖用至少两种不同类型的颗粒涂覆，它们具有不同的特性并且给它们分配不同的功能。
第一种类型的颗粒涉及由切割材料构成的切割颗粒，就像原则上由现有技术中公开的那样。该切割颗粒引起工件的切削。新的第二种类型的颗粒涉及缓冲颗粒，其用来增大切割颗粒之间的平均间距。
在现有技术中，在给切削工具的齿的齿尖涂覆切割颗粒时存在的问题是：单位面积内形成具有高数量切割颗粒的所谓的巢或泡(Nester)并且从而形成高的充填密度。这导致在该区域中切削时大量几何不确定的刃与要切削的材料啮合，这导致切削功率的降低。由此，进给力太大，这又会导致切削工具侧向偏转。由此不能以期望的方式实现直的切口。为了克服这一点，虽然可以使用更高的进给速度，但是这将会导致的是，在那些切割颗粒的充填密度低的区域中，这些切割颗粒遭受太高的切削力并且因此磨损更快。由此，降低了该切削工具的寿命。
此外，在现有技术中存在的问题是，在切割颗粒的这种高的充填密度的情况下，对于待切削的工件的通过切削去除的材料不存在足够的中间空间并且从而不能以所需的程度从切削通道中输出。
现在，现有技术中的该缺点通过该新型切削工具的新型缓冲颗粒消除或显著降低。通过缓冲颗粒防止或显著降低巢或泡的形成和切割颗粒的太高的充填密度。缓冲颗粒形成切割颗粒之间的间隔保持件，从而在切割颗粒的几何不确定的刃之间实现期望的间距。
缓冲颗粒处于切割颗粒之间，其中，这不应理解为每个缓冲颗粒必须恰好布置在两个相邻的切割颗粒之间。在制造方法中，颗粒的精确位置大多在随机分布的意义上得出，从而也可能的是，多个缓冲颗粒和/或多个切割颗粒彼此相邻地布置。但是也存在缓冲颗粒恰好布置在两个切割颗粒之间的其他布置。
当缓冲颗粒在该制造方法的进一步过程中在单独的初始化方法中或者在切削开始时被移除，则在切割颗粒之间提供所需的自由空间，用于将切削掉的材料从切削通道输出。
切割颗粒和缓冲颗粒具有不同的物理性质。它们由不同的材料构成和/或被以不同方式处理，从而它们至少在一个物理性质方法具有不同，该不同使得能够给这些颗粒分配不同的功能。
切割颗粒和缓冲颗粒之间的不同物理性质被如此选择和利用，以至于各颗粒发挥其期望的功能。在缓冲颗粒方面，这意味着由它首先形成的、几何不确定的刃随后不起作用或者被移除。
第一可能性是，缓冲颗粒具有比切割颗粒小的硬度。该较小的硬度被如此利用，以至于缓冲颗粒在一个过程中(切割颗粒也遭受该过程)被去除或移除，而切割颗粒被保留。该过程可以是用于将该切削工具用于切削本身或者可以是另外的单独为此设置的过程。例如，其可以是切削工具的制造方法的一个步骤，利用该步骤将缓冲颗粒完全或部分地去除。
替换或附加地，缓冲颗粒也可以具有比切割颗粒小的耐热性。该小的耐热性在如下意义上被利用，即切削工具遭受热处理过程，在该热处理过程中存在高的温度，该高的温度引起缓冲颗粒被完全或部分地去除，而切割颗粒被保留。
替换或附加地，缓冲颗粒也可以具有比切割颗粒小的耐化学性。该小的耐化学性在如下意义上被利用，即切削工具遭受化学过程，在该化学过程中将某种物质施加到这两种类型的颗粒上并且引起缓冲颗粒被完全或部分地去除，而切割颗粒被保留。
切割颗粒和缓冲颗粒可以部分地埋入金属层、特别是电镀沉积层或化学金属沉积层中。于是，给齿尖涂覆切割颗粒和缓冲颗粒的涂覆过程在电镀过程或化学金属沉积过程的框架内进行，在该电镀过程或化学金属沉积过程中，在齿尖上构建金属层并且切割颗粒和缓冲颗粒部分地固定在该金属层中，使得其以其表面的一部分固定地布置在该金属层中并且以其表面的另一部分从该金属层中突出，从而使得在使用该切削工具时切割颗粒的几何不确定的刃可以与要切削的工件的材料接触。
金属层可以由金属、特别是镍、铬或铜组成，该金属作为金属离子在电镀或化学金属沉积时沉积在所述齿尖上。在此，所述金属离子和所述金属层的金属不是所述缓冲颗粒。缓冲颗粒是附加的颗粒，其不同于所述金属离子和所述金属层的金属。
但是，切割颗粒和缓冲颗粒也可以部分地埋入以其他方式构成的结合层中。在此，特别是使用如下结合：合成树脂结合、陶瓷结合、烧结的金属结合和电镀结合。
齿尖的被涂覆部分的约10％与60％之间、特别是10％与50％之间、特别是20％与50％之间、特别是约30％与50％之间由所述缓冲颗粒组成。该份额涉及齿尖的被涂覆的面并且并非涉及齿尖的整个面。一般而言，也存在齿尖的如下区域，该区域既不涂覆切割颗粒也不涂覆缓冲颗粒。亦即，当齿尖被金属层包覆时(就像上面阐述的那样)，这些没有切割颗粒和缓冲颗粒的区域被该金属层覆盖。在切割颗粒和缓冲颗粒的尺寸大致一致的情况下，齿尖的被涂覆部分的按百分比计的覆盖大致相应于颗粒的混合比，这些颗粒对于该涂覆过程被以该混合比提供。在此，之前提到的数量范围确保的是，在考虑随机分布的情况下，在切割颗粒之间实现足够大的间距，用于在切削时避免上面描述过的负面效应。
切割颗粒和缓冲颗粒可以大致具有相同的平均尺寸。于是，如上所述，所述混合比在涂覆过程之前大致相应于被涂覆的齿尖上的颗粒的比例。但是也可能的是，切割颗粒和混合颗粒具有不同的平均尺寸。
切割颗粒的平均尺寸和缓冲颗粒的平均尺寸可以在约60与800μm之间、特别是在约100与800μm之间、特别是在约200与800μm之间、特别是在约300与800μm之间、特别是在约400与800μm之间、特别是在约500与800μm之间、特别是在约500与700μm之间、特别是约为600μm。这种尺寸级确保切割颗粒提供期望的、几何不确定的刃并且通过缓冲颗粒以期望的方式相互间隔开。
切割颗粒可以是硬或高硬的。
在此，硬的切割颗粒特别是理解为由刚玉(Al2O3)或碳化硅(SiC)构成的切割颗粒。
高硬的切割颗粒可以具有单晶金刚石(MKD)、多晶金刚石(CVD-D)、多晶金刚石(PKD)、立方氮化硼(CBN)、切割陶瓷、硬金属或它们的组合。
缓冲颗粒可以具有单晶金刚石(MKD)、多晶金刚石(CVD-D)、多晶金刚石(PKD)、立方氮化硼(CBN)、碳化硅、切割陶瓷、硬金属、塑料、玻璃、陶瓷、碳化硼、镍、铜或它们的组合。
切割颗粒可以具有立方氮化硼(CBN)并且缓冲颗粒具有金刚石。因为金刚石从约720℃起就溶化并且CBN在该温度下是稳定的，因此在该情况下利用该较小的耐热性来将缓冲颗粒完全或部分去除。
切割颗粒可以具有金刚石、碳化硅、切割陶瓷、硬金属或它们的组合并且缓冲颗粒可以具有塑料、玻璃、陶瓷、碳化硼、镍、铜或它们的组合。
应理解，切削工具不仅具有一个这样构成的齿，而且具有多个、特别是大量这样构成的齿。在此，可以涉及该切削工具的所有的齿。但是也可能的是，在切削工具上也可以附加地布置以其他方式构成的齿。
切削工具具有齿支撑体，在该齿支撑体上设置齿。所述齿可以与该齿支撑体一体地构成或者相对于该齿支撑体独立地构成。在后一种情况下，齿或齿尖以适当方式(特别是通过熔焊或钎焊)与齿支撑体或齿凸部固定地连接。齿支撑体具有长形拉伸的带形构造。换言之，切削工具涉及的是类似于锯带的切削带。
齿可以沿着齿支撑体长度布置在带形构成的齿支撑体的窄侧之一上。这相应于锯带中的布置并且不同于研磨带中的布置，在研磨带中不存在齿并且切割颗粒布置在研磨带的宽侧之一上。
齿能够以恒定的分度设置在齿支撑体上。这意味着，齿之间的间距保持相同。但是也可能的是，齿以变化的分度设置在齿支撑体上。这意味着，齿之间的间距是变化的。在此，在切削工具上的齿之间特别是可以存在二和十之间的不同间距。
齿支撑体由适当的材料构成。在此，特别是涉及金属材料。例如弹簧钢和合金调质钢。
要切削的工件特别是非金属的无机材料和复合材料。该材料特别是涉及玻璃、石墨、硬动力煤、陶瓷、硅、混凝土材料、CFK、烧结的材料和天然石材。但是也可以涉及金属。
本发明的有利的进一步方案由从属权利要求书、说明书和附图得出。
特征和多个特征的组合的在说明书中提到的优点仅仅是示例性的并且可以替换或累加地发挥作用，而不必强制地由本发明的实施方式实现这些优点。
在原始申请文件和专利的公开内容方面(并非保护范围)适用如下：从附图(特别是所示的几何结构和多个构件相互间的相对尺寸以及其相对布置和作用连接)得出另外的特征。同样，本发明的不同实施方式的特征或不同权利要求的特征的组合也可以不同于权利要求书中所选择的引用关系并且在此给出启示。这也涉及如下特征：其在单独的附图中示出或者在其说明中提到。这些特征也可以与不同权利要求的特征相组合。同样，在权利要求中列举的特征也可以对于本发明的其他实施方式取消，但是这不适用于授权的专利的独立权利要求。
在权利要求书和说明书中提到的特征在其数量方面应理解如下：存在恰好该数量或者比所提及的数量多的数量，而无需明确使用副词“至少”。亦即，例如提及了一个齿，则这应理解为存在恰好一个齿、两个齿或更多齿。这些特征可通过其他特征来补充或者是唯一的特征，由它们构成相应的产品。
包含在权利要求书中的附图标记并非是通过权利要求保护的对象的范围的限制。它们的目的仅仅是用于使权利要求更容易理解。
附图说明
下面借助于附图中示出的优选实施例进一步阐明和描述本发明。
图1：示出该新型切削工具的示例性实施方式的一部分的透视图；
图2：示出图1中的切削工具的侧视图；
图3：示出图1中的切削工具的俯视图；
图4：示出图1中的切削工具的前视图；
图5：示出图1中的切削工具的齿的齿尖的前视图；
图6：示出图5中的齿尖的细节B；
图7：示出在去掉多数颗粒的情况下切削工具的齿的齿尖的另一视图；
图8：示出图7中的齿尖的细节D。
具体实施方式
图1至8示出新型的切削工具1的一个示例性实施方式的不同视图。该切削工具1具有齿支撑体2。在本情况下，涉及的是长形拉伸的、带形的切削工具1，其中仅仅示出其一个局部。可以理解，该切削工具1越过图1中示出的中止线相应地进一步延伸。
该切削工具1具有多个布置在齿支撑体2上的齿3。该齿3可以完全或部分地与该齿支撑体2一体地构成。在本例中，齿3以恒定的分度布置在齿支撑体2上。但是它们也能够以变化的分度设置在齿支撑体2上。
齿3各自具有齿尖4，该齿尖背离齿支撑体2指向。齿尖4涂覆有切割颗粒5和缓冲颗粒6。这些颗粒5、6仅仅在图4-8的放大图中(部分地)设有附图标记，因为它们在图1-3中由于其尺寸很小而不能良好地单个命名。
切割颗粒5和缓冲颗粒6固定地布置在金属层7中并且部分地埋入到该金属层中。亦即，它们部分地从金属层7突出。该金属层7特别是涉及电镀沉积层或化学金属沉积层。
切割颗粒5和缓冲颗粒6的区别在于其材料和其要满足的功能。为此参见上面给出的详细说明。
切割颗粒5、缓冲颗粒6和金属层7共同形成衬层区域8，其提供切削工具1的期望的切削功能，其方式是，其包含为此所需的刃。该衬层区域8在整个齿尖4上或在齿尖4的一部分上延伸。这是齿尖4的被涂覆的部分。
切割颗粒5和缓冲颗粒6的布置特别是在图6中可以良好地看到。可以理解，在此涉及的并非是符合比例的图示并且颗粒5、6的几何结构实际上看起来也不是这样。这些颗粒5、6也可以大致具有相同的几何结构。该图示应使得颗粒5、6可以相互区分并且表明通过布置缓冲颗粒6可以在切割颗粒5之间提供自由空间，其在纯粹布置切割颗粒5的情况下(就像在现有技术中公开的那样)不存在或者不是以该程度存在。
图8是象征性图示，利用其进一步阐明切割颗粒5之间可通过缓冲颗粒6实现的间距。借助于图中的间距b1、b2、b3、b4、c1、c2、c3和c4可以看到缓冲颗粒6之间的间距的大小是不同的并且具有如此值得一提的大小，以至于防止形成切割颗粒5的巢或泡。
附图标记列表
1 切削工具
2 齿支撑体
3 齿
4 齿尖
5 切割颗粒
6 缓冲颗粒
7 金属层
8 衬层区域。

Claims (28)

1.一种切削工具(1)，其具有带形构成的齿支撑体(2)和多个各自具有齿尖(4)的齿(3)，所述齿尖涂覆有切割颗粒(5)以形成多个几何不确定的刃，其特征在于，所述齿尖(4)此外涂覆有由不同于所述切割颗粒(5)的材料构成的缓冲颗粒(6)并且所述缓冲颗粒(6)处于所述切割颗粒(5)之间，其中，所述缓冲颗粒(6)在制造方法中、在单独的初始化方法中或者在切割开始时被去除并且不引起工件的切削。
2.根据权利要求1所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)和所述缓冲颗粒(6)部分地埋入金属层(7)中。
3.根据权利要求2所述的切削工具(1)，其特征在于，所述金属层(7)由金属组成，该金属作为金属离子在电镀或化学金属沉积时沉积在所述齿尖(4)上，并且所述金属离子和所述金属层(7)的金属不是所述缓冲颗粒(6)。
4.根据上述权利要求1至3之一所述的切削工具(1)，其特征在于，所述齿尖(4)的被涂覆部分的10％与60％之间由所述缓冲颗粒(6)组成。
5.根据上述权利要求1至3之一所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)和所述缓冲颗粒(6)具有相同的平均尺寸。
6.根据上述权利要求1至3之一所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸在60μm与800μm之间。
7.根据上述权利要求1至3之一所述的切削工具(1)，其特征在于，所述缓冲颗粒(6)具有比所述切割颗粒(5)小的硬度和/或具有比所述切割颗粒(5)小的耐热性。
8.根据上述权利要求1至3之一所述的切削工具(1)，其特征在于，
高硬度的所述切割颗粒(5)具有单晶金刚石(MKD)、多晶金刚石(CVD-D)、多晶金刚石(PKD)、立方氮化硼(CBN)、切割陶瓷、硬金属或它们的组合，和/或
所述缓冲颗粒(6)具有单晶金刚石(MKD)、多晶金刚石(CVD-D)、多晶金刚石(PKD)、立方氮化硼(CBN)、碳化硅、切割陶瓷、硬金属、塑料、玻璃、陶瓷、碳化硼、镍、铜或它们的组合。
9.根据权利要求1至3之一所述的切削工具(1)，其特征在于，
所述切割颗粒(5)具有立方氮化硼(CBN)并且所述缓冲颗粒(6)具有金刚石，或者
所述切割颗粒(5)具有金刚石、碳化硅、切割陶瓷、硬金属或它们的组合并且所述缓冲颗粒(6)具有塑料、玻璃、陶瓷、碳化硼、镍、铜或它们的组合。
10.根据上述权利要求1至3之一所述的切削工具(1)，其特征在于，所述齿(3)以变化的分度设置在所述齿支撑体(2)上。
11.根据权利要求2所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)和所述缓冲颗粒(6)部分地埋入电镀沉积层或化学金属沉积层中。
12.根据权利要求3所述的切削工具(1)，其特征在于，所述金属层(7)由镍、铬或铜组成。
13.根据权利要求4所述的切削工具(1)，其特征在于，所述齿尖(4)的被涂覆部分的10％与50％之间由所述缓冲颗粒(6)组成。
14.根据权利要求4所述的切削工具(1)，其特征在于，所述齿尖(4)的被涂覆部分的20％与50％之间由所述缓冲颗粒(6)组成。
15.根据权利要求4所述的切削工具(1)，其特征在于，所述齿尖(4)的被涂覆部分的30％与50％之间由所述缓冲颗粒(6)组成。
16.根据权利要求6所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸在100μm与800μm之间。
17.根据权利要求6所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸在200μm与800μm之间。
18.根据权利要求6所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸在300μm与800μm之间。
19.根据权利要求6所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸在400μm与800μm之间。
20.根据权利要求6所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸在500μm与800μm之间。
21.根据权利要求6所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸在500μm与700μm之间。
22.根据权利要求6所述的切削工具(1)，其特征在于，所述切割颗粒(5)的平均尺寸和所述缓冲颗粒(6)的平均尺寸为600μm。
23.一种用于制造切削工具(1)的方法，该切削工具具有带形构成的齿支撑体(2)和多个齿(3)，该方法具有以下方法步骤：
用切割颗粒(5)涂覆齿(3)的齿尖(4)以形成多个几何不确定的刃，其特征在于，
用由不同于所述切割颗粒(5)的材料构成的缓冲颗粒(6)涂覆所述齿(3)的齿尖(4)，使得所述缓冲颗粒(6)处于所述切割颗粒(5)之间，
在制造方法中、在单独的初始化方法中或者在切割开始时去除所述缓冲颗粒(6)。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，切割颗粒(5)和缓冲颗粒(6)的涂覆步骤同时实施。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，
将金属层(7)施加到齿(3)的齿尖(4)上，使得切割颗粒(5)和缓冲颗粒(6)部分地埋入金属层(7)中。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述金属层(7)的施加步骤至少也在切割颗粒(5)和缓冲颗粒(6)的涂覆步骤之前实施。
27.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述切削工具(1)是权利要求1至22之一所述的切削工具。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，
金属层(7)的施加通过电镀或化学金属沉积进行。
CN202080041306.5A 2019-07-02 2020-06-18 具有缓冲颗粒的带形切削工具 Active CN113993675B (zh)

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